(57)【要約】  【構成】  ＲＦ帯域の音声信号は、電力増幅回路３０によって増幅される。アンテナ共用器１４は、増幅された音声信号をアンテナ１２から発射する。発射された音声信号は、複数の無線基地局を経て通話相手の携帯電話機に到達する。一方、電源電圧値は、ＣＰＵ３２によって検出される。ＣＰＵ３２は、検出された電源電圧値が閾値（＝３．７Ｖ）を下回るとき、電力増幅回路３０の利得を低減させる。  【効果】  スプリアス発射特性の劣化が防止される。【選択図】  図１
2006166161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号を増幅する増幅手段、
前記増幅手段によって増幅された高周波信号をアンテナから発射する発射手段、
電源電圧値を検出する検出手段、および
前記検出手段によって検出された電源電圧値が閾値を下回るとき前記増幅手段の利得を低減する低減手段を備える、無線通信装置。
【請求項２】
前記増幅手段によって増幅された高周波信号の直流レベルが基準レベルと一致するように前記増幅手段の利得を制御する制御手段をさらに備え、
前記低減手段は前記基準レベルを低減する、請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記発射手段は前記高周波信号を中継器に向けて発射する、請求項１または２記載の無線通信装置。
【請求項４】
バッテリの端子電圧を電源電圧に変換する変換手段をさらに備える、請求項１ないし３のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項５】
増幅手段によって増幅された高周波信号をアンテナから発射する無線通信装置に、
電源電圧値を検出する検出ステップ、および
前記検出手段によって検出された電源電圧値が閾値を下回るとき前記増幅手段の利得を低減させる低減ステップを実行させる、利得制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信装置に関し、特にたとえば携帯通信端末に適用され、増幅器によって増幅された高周波信号をアンテナから発射する、無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の装置の一例が、特許文献１に開示されている。この従来技術によれば、ディジタルモードが選択されると、ＲＦ可変電力増幅器の利得が固定され、ＩＦ−ＡＧＣアンプの利得が可変制御される。一方、アナログモードが選択されると、ＩＦ−ＡＧＣアンプの利得が固定され、ＲＦ可変電力増幅器の利得が可変制御される。
【０００３】
これによって、厳格な伝送品質が要求されるディジタルモードでのスプリアス発射特性が改善され、消費電力が大きいアナログモードでのＲＦ可変電力増幅器の電力付加効率特性が改善される。
【特許文献１】特開２００１−１８６５５５号公報［H04Q 7/32］
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、電源電圧が低下すると、ＲＦ可変電力増幅器のダイナミックレンジが低下し、これによってスプリアス発射特性が劣化する。従来技術は、かかる問題に対して何らの対策も講じていない。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、電源電圧の低下に起因するスプリアス発射特性の劣化を防止できる、無線通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明に従う無線通信装置は、高周波信号を増幅する増幅手段、増幅手段によって増幅された高周波信号をアンテナから発射する発射手段、電源電圧値を検出する検出手段、および検出手段によって検出された電源電圧値が閾値を下回るとき増幅手段の利得を低減する低減手段を備える。
【０００７】
高周波信号は、増幅手段によって増幅される。発射手段は、増幅された高周波信号をアンテナから発射する。一方、電源電圧は、検出手段によって検出される。低減手段は、検出された電源電圧値が閾値を下回るとき、増幅手段の利得を低減させる。電源電圧値の低減に従って増幅手段の利得を低減させることによって、スプリアス発射特性の劣化が防止される。
【０００８】
請求項２の発明に従う無線通信装置は、請求項１に従属し、増幅手段によって増幅された高周波信号の直流レベルが基準レベルと一致するように増幅手段の利得を制御する制御手段をさらに備え、低減手段は基準レベルを低減する。これによって、高周波信号の直流レベルの安定化とスプリアス発射特性の劣化防止とが、同時に実現される。
【０００９】
請求項３の発明に従う無線通信装置は、請求項１または２に従属し、発射手段は高周波信号を中継器に向けて発射する。この結果、高周波信号は、中継器を介して宛先に到達する。増幅手段の利得の低減に起因する高周波信号の電力不足は、中継器によって補償される。
【００１０】
請求項４の発明に従う無線通信装置は、請求項１ないし３のいずれかに従属し、バッテリの端子電圧を電源電圧に変換する変換手段をさらに備える。
【００１１】
請求項５の発明に従う利得制御プログラムは、増幅手段によって増幅された高周波信号をアンテナから発射する無線通信装置に、電源電圧値を検出する検出ステップ、および検出手段によって検出された電源電圧値が閾値を下回るとき増幅手段の利得を低減させる低減ステップを実行させる。請求項１と同様、スプリアス発射特性の劣化が防止される。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、電源電圧値の低減に従って増幅手段の利得を低減させるようにしたため、スプリアス発射特性の劣化を防止することができる。
【００１３】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１を参照して、この実施例の携帯電話機１０は、ＧＳＭ(Global System for Mobile Communications)方式に対応し、バッテリ４２を含む。電源回路４０は、バッテリ４２の電圧を定格が３．７Ｖの電源電圧に変換し、変換された電源電圧によってシステム全体を駆動する。
【００１５】
キー入力装置３８によって通話のための発呼操作が行われると、ＣＰＵ３２は、ベースバンド信号処理回路２０に発呼信号の出力を命令する。ベースバンド信号処理回路２０は、ベースバンドの発呼信号を変調器２６に与え、変調器２６は与えられた発呼信号をＩＦバンドの発呼信号に変換する。
【００１６】
ＩＦバンドの発呼信号は、直交変換／ＤＡ変換器２８によってＲＦバンドの発呼信号に変換される。変換された発呼信号は、電力増幅回路３０によって増幅され、その後アンテナ共用器１４を介してアンテナ１２から発射される。発射された発呼信号は、複数の無線基地局（中継器）を経て通話相手の携帯電話機に到達する。この発呼信号に応答して通話相手が着呼操作を行うと、通話状態が確立される。
【００１７】
通話状態が確立されると、ベースバンド信号処理回路２０は、マイクロフォン２４によって捉えられた音声信号に所定の処理を施す。処理を施された音声信号の帯域は、変調器２６によってＩＦバンドに変換され、直交変換／ＤＡ変換器２８によってＲＦバンドに変換される。ＲＦバンドの音声信号は、電力増幅器３０で増幅された後、アンテナ共用器１４を介してアンテナ１２から発射される。音声信号もまた、複数の無線基地局を経て通話相手の携帯電話機に到達する。
【００１８】
一方、通話相手からの音声信号は、アンテナ１２によって捉えられ、アンテナ共用器１４を介して直交変換／ＡＤ変換器１６に与えられる。音声信号の帯域は、直交変換／ＡＤ変換器１６によってＲＦバンドからＩＦバンドに変換され、復調器１８によってＩＦバンドからベースバンドに変換される。ベースバンドの音声信号は、ベースバンド信号処理回路２０の処理を経て、スピーカ２２に与えられる。この結果、通話相手の音声がスピーカ２２から出力される。
【００１９】
このような通話が行われている最中に、キー入力装置３８によって通話終了操作が行われると、ＣＰＵ３２は、ベースバンド信号処理回路２０を制御して、相手方に通話終了信号を送信する。通話終了信号の送信後、ＣＰＵ３２は、通話処理を終了する。先に相手方から通話終了信号を受信した場合も、ＣＰＵ３２は、通話処理を終了する。
【００２０】
電力増幅回路３０は、図２に示すように構成される。直交変換／ＤＡ変換器２８から与えられたＲＦ帯域の音声信号は、増幅器３０ａによって増幅される。増幅器３０ａの利得は、コンパレータ３０ｂの出力がＨレベルのとき上昇する一方、コンパレータ３０ｂの出力がＬレベルのとき減少する。増幅器３０ａは、このような利得に従って増幅された音声信号をアンテナ共用器１４に向けて出力する。
【００２１】
ＬＰＦ３０ｂは、増幅器３０ａから出力された音声信号の直流レベルを検出し、検出された直流レベルをコンパレータ３０ｂの一方入力端に与える。Ｄ／Ａ変換器３０ｃは、ＣＰＵ３２から入力されるＲＦ制御電圧にＤ／Ａ変換を施し、変換されたＲＦ制御電圧をコンパレータ３０ｂの他方入力端に与える。コンパレータ３０ｂは、直流レベルがＲＦ制御電圧値を下回るとき出力をＨレベルとし、直流レベルがＲＦ制御電圧値以上のとき出力をＬレベルとする。
【００２２】
この結果、増幅器３０ａの入出力特性つまりＲＦ送信電力特性は、図４に示すように変動する。つまり、増幅器３０ａに入力される音声信号の電力レベルと増幅器３０ａから出力される音声信号の電力レベルとの関係は、実線Ｌを基準として±ΔＧの範囲で微動する。増幅器３０ａから出力される音声信号の直流レベル値は、このような利得調整動作によって、ＲＦ制御電圧値に合わせられる。
【００２３】
ただし、ＣＰＵ３２は、ＲＦ制御電圧を電源電圧の低下に応じて低下させる。このとき、ＣＰＵ３２は、図３に示す割り込みルーチンに従う処理を、ＲＡＭ３４を用いて５秒毎に実行する。なお、この割り込みルーチンに対応する制御プログラムは、フラッシュメモリ３６に記憶される。
【００２４】
図３を参照して、ステップＳ１ではＲＦ制御電圧値を初期化する。ステップＳ３では電源電圧値Ｖbatteryを検出し、ステップＳ５では検出された電源電圧値Ｖbatteryが閾値（＝３．７Ｖ）を下回るか否かを判別する。ここでＮＯであればそのまま処理を終了するが、ＹＥＳであればステップＳ７およびＳ９を経て処理を終了する。
【００２５】
ステップＳ７では、数１に従って電圧補正値ΔＶを算出する。数１によれば、閾値“３．７Ｖ”および電源電圧値Ｖbatteryの差分値が閾値“３．７Ｖ”および最低電圧値“３．２Ｖ”の差分値によって割り算され、これによって求められた割り算値が定数ＰＷ（＝−０．５）によって掛け算される。
［数１］
ΔＶ＝（３．７−Ｖbattery）／（３．７−３．２）＊ＰＷ
したがって、電圧補正値ΔＶは、電源電圧値Ｖbatteryとの間で図５に示す関係を有することとなる。なお、閾値“３．７Ｖ”は、定格電圧値と一致する。また、最低電圧値は、携帯電話機１０が動作する最低限の電圧値である。
【００２６】
ステップＳ９では、こうして求められた電圧補正値ΔＶを用いてＲＦ制御電圧値を低減させる。具体的には、ＲＦ制御電圧の初期値に電圧補正値ΔＶを加算する。図２に示すＤ／Ａ変換器３０ｄには、こうして更新されたＲＦ制御電圧が与えられる。したがって、増幅器３０ａの利得は、電源電圧値Ｖbatteryの低下に従って低下する。
【００２７】
図６を参照して、増幅器３０ａに入力される音声信号の電力レベルは、常にＰｉｎ（ｄＢｍ）である。電源電圧値Ｖbatteryが定格の３．７Ｖを満足するとき、増幅器３０ａのＲＦ送信電力特性は、曲線Ｃｐ１によって規定される。増幅器３０ａからは、電力レベルがＰｏｕｔ１（ｄＢｍ）の音声信号が出力される。
【００２８】
曲線Ｃｐ１に注目すると、入力電力レベルがＰｉｎ（ｄＢｍ）以下の範囲では、ＲＦ送信電力レベルは、入力電力レベルの増大に比例して増大する。しかし、入力電力レベルがＰｉｎ（ｄＢｍ）を上回ると、ＲＦ送信電力レベルは飽和する。スプリアス発射特性は、このような曲線Ｃｐ１の変化に対応して、曲線Ｃｓ１によって規定される。つまり、入力電力レベルがＰｉｎ（ｄＢｍ）以下の範囲では、スプリアス発射レベルは、ＳＥＬ１（ｄＢｃ）を維持する。しかし、入力電力レベルがＰｉｎ（ｄＢｍ）を上回る範囲では、スプリアス発射レベルは、入力電力レベルの増大に従って増大する。
【００２９】
上述のように、増幅器３０ａに入力される音声信号の電力レベルは、常にＰｉｎ（ｄＢｍ）である。このため、電源電圧値Ｖbatteryが定格を満足するときは、スプリアス発射レベルはＳＥＬ１に抑えられる。
【００３０】
電源電圧値Ｖbatteryが３．７Ｖを下回ると、ＲＦ送信電力の飽和レベルつまりダイナミックレンジが減少する。ＲＦ制御電圧が初期値のままであれば、ＲＦ送信電力特性を規定する曲線はＣｐ１からＣｐ２に遷移し、増幅器３０ａから出力される音声信号の電力レベルはＰｏｕｔ２に低下する。スプリアス発射特性は、曲線Ｃｐ２に対応して、曲線Ｃｓ２によって規定される。この結果、スプリアス発射レベルは、ＳＥＬ１からＳＥＬ２に上昇する。
【００３１】
ただし、ＲＦ制御電圧値は、図３に示す割り込みルーチンの実行によって、電源電圧値Ｖbatteryの低下とともに低下する。この結果、ＲＦ送信電力特性は曲線Ｃｐ３によって規定され、スプリアス発射特性は曲線Ｃｐ３に対応する曲線Ｃｓ１によって規定される。したがって、スプリアス発射レベルは、電源電圧値Ｖbatteryの低下に関らず、ＳＥＬ１を維持する。
【００３２】
なお、ＲＦ制御電圧値の低下に起因するＲＦ送信電力特性曲線の変動幅は、図４に示す変動幅ΔＧよりも格段に大きい。
【００３３】
以上の説明から分かるように、ＲＦ帯域の音声信号は、増幅器３０ａによって増幅される。アンテナ共用器１４は、増幅された音声信号をアンテナ１２から発射する。発射された音声信号は、複数の無線基地局を経て通話相手の携帯電話機に到達する。一方、電源電圧値Ｖbatteryは、ＣＰＵ３２によって検出される(S3)。ＣＰＵ３２は、検出された電源電圧値Ｖbatteryが閾値（＝３．７Ｖ）を下回るとき、ＲＦ制御電圧を低減させる(S7, S9)。ＲＦ制御電圧は、コンパレータ３０ｃによって音声信号の直流レベルと比較され、増幅器３０ａの利得は、コンパレータ３０ｃの比較結果によって制御される。
【００３４】
このように、増幅器３０ａの利得は、ＲＦ制御電圧の低減によって低減される。音声信号の直流レベルは、低減されたＲＦ制御電圧と一致するように微調整される。この結果、スプリアス発射特性の劣化防止と音声信号の直流レベルの安定化とが、同時に実現される。
【００３５】
また、アンテナ１２から発射された音声信号は、無線基地局によって中継される。したがって、増幅器３０ａの利得の低減に起因する音声信号の電力不足は、無線基地局によって補償される。これによって、通話に支障のない品質が確保される。
【００３６】
なお、この実施例では、携帯電話機を用いて説明しているが、データ通信のような音声以外のコンテンツを送受信する無線通信装置にもこの発明を適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電力増幅回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】この発明の動作の一部を示すフロー図である。
【図４】図１に示す電力増幅回路の利得制御動作の一部を示す図解図である。
【図５】ＲＦ制御電圧の補正動作の一部を示す図解図である。
【図６】図１に示す電力増幅回路の利得制御動作の他の一部を示す図解図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  …携帯電話機
１２  …アンテナ
１４  …アンテナ共用器
２０  …ベースバンド信号処理回路
２６  …変調器
２８  …直交変換／ＤＡ変換器
３０  …電力増幅器
３２  …ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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